荔灣區(qū)土水綜合治理淺議

趙 巖

（廣州市荔灣區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 廣東廣州 510175）

根據(jù)廣州城市總體規(guī)劃，荔灣區(qū)作為中心城區(qū)的一部分，是落實廣州市“中調(diào)”、“西聯(lián)”戰(zhàn)略的核心地區(qū)，也是實現(xiàn)生態(tài)城市建設的關(guān)鍵地區(qū)。土壤環(huán)境質(zhì)量作為城市用地質(zhì)量的基本屬性，將對土地利用方向與強度產(chǎn)生基礎性影響。由中山大學完成于2015年1月的“荔灣區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查”，揭示了目前荔灣區(qū)土壤重金屬、有機污染物的污染程度及特征，為進一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、明確地區(qū)發(fā)展策略提供了重要的基礎信息。

1 荔灣區(qū)基本概況

荔灣區(qū)俗稱“西關(guān)”，位于廣州市西部，東與越秀區(qū)相連，北部、西北部與白云區(qū)水陸相通，西部與佛山市南海區(qū)接壤。本區(qū)陸地面積59.1km2，水陸面積共62.9 km2。

本區(qū)位于北回歸線南側(cè)，屬南亞熱帶海洋性季風氣候，溫暖多雨、陽光充足、夏季長、霜期短。常年平均氣溫21.4℃～21.8℃，常年日均氣溫在0℃以上，北部無霜期290天，南部無霜期346天。多年平均降水量1675.5mm，多年平均年水面蒸發(fā)量為1000 mm~1400mm，年平均風速1.9 m/s~2 m/s。

荔灣區(qū)平原地域是近代珠江河道沙洲發(fā)育形成的地帶，總體地勢低洼，瀕臨珠江及白鵝潭，并受北江水系的影響，水位、流量、流速、水質(zhì)都受潮汐影響。區(qū)內(nèi)原有河流以珠江為主干，匯北江、流溪河水貫流全區(qū)。天然河涌水道均由東向西流出增埗河和西航道，其間還有些人工開涌相互溝通以利排水。原芳村區(qū)地域三面環(huán)水，區(qū)內(nèi)河涌較多。

自芳村并入荔灣區(qū)后，荔灣區(qū)成為廣州市唯一一個擁有一河兩岸景觀的市轄區(qū)，自然地理結(jié)構(gòu)獨具特色。在西岸，繁榮興旺的商都“西關(guān)”和風景優(yōu)美的“荔枝灣”是本區(qū)的傳統(tǒng)名片，區(qū)內(nèi)因有清代唯一的外貿(mào)通商口岸十三行、廣州市第一條商業(yè)步行街，而被譽為“百貨之肆、五都之市”。東岸芳村地區(qū)以花卉、茶葉、水產(chǎn)為主的、強烈的田園經(jīng)濟特征成為本區(qū)的又一明顯特征。至2012年，全區(qū)有專業(yè)市場223個，涵蓋18個商品類別，行業(yè)結(jié)構(gòu)齊全。荔灣傳統(tǒng)的歷史名勝包括陳家祠、清代十三行遺址、八和會館、華林寺、仁威祖廟、沙面等。

至2012年，荔灣區(qū)全區(qū)常住人口89.31萬人，戶籍人口71.20萬人。GDP 746.29億元，比上年增長9.3%。三次產(chǎn)業(yè)比例為0.6:24.3∶75.1，其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值4.8億元，增長3.8%；第二產(chǎn)業(yè)增加值181.39億元，增長5.1%；第三產(chǎn)業(yè)增加值560.10億元，增長11.0%。地方財政一般預算收入37.80億元，增長2.5%。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入3.73萬元，增長11.6%。

作為廣州市最具嶺南特色的中心城區(qū)、新型城市化發(fā)展的都會區(qū)，荔灣區(qū)被定位為廣佛肇經(jīng)濟圈產(chǎn)業(yè)聚焦區(qū)、廣州西聯(lián)戰(zhàn)略的重點區(qū)、珠江前后航道商業(yè)與生態(tài)功能的交匯區(qū)。

2 荔灣區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況

根據(jù)《荔灣區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查報告》，荔灣區(qū)13個普查點位中，As（砷）、Cd（鎘）、Cr（鉻）、Cu（銅）、Ni（鎳）、Pb（鉛）、Zn（鋅）和Hg（汞）等8種土壤重金屬含量平均值分別為19.04 mg/kg、0.53 mg/kg、53.95 mg/kg、33.68 mg/kg、19.08 mg/kg、46.63 mg/kg、136.91 mg/kg和 0.28 mg/kg，分別是廣州市背景值（1990）的1.00倍、3.77倍、0.89倍、1.54倍、1.96倍、0.99倍、2.21倍和 1.72倍。土壤重金屬單項污染指數(shù)（Pi），農(nóng)用地土壤遠大于居住用地土壤，且居住用地土壤中沒有超標點位，而農(nóng)用地中超標點位共4個，占荔灣區(qū)普查總點位數(shù)的30.77%，其中Cd超標點位為30.77%，Cu、Ni、Pb、Zn、Hg超標點位分別占總點位數(shù)的 6.79%。據(jù)土壤重金屬污染物的空間分布推測，As的主要污染可能來自農(nóng)業(yè)活動（如農(nóng)藥、化肥及污灌等）和工業(yè)企業(yè)；Cr、Cu、Ni和Zn的主要來源推測為工業(yè)企業(yè)和農(nóng)業(yè)污灌；Cd主要來源于工業(yè)活動；Pb主要源自汽車尾氣排放；Hg可能主要來源于農(nóng)業(yè)活動或大氣沉降。

有機污染物中6種鄰苯二甲酸酯（PAEs）含量雖低于美國PAEs化合物控制標準的推薦治理限值，但居住用地總量均值高于農(nóng)用地，從空間分布分析，應主要來源于商業(yè)活動的塑料、包裝等材料；苯并(a)芘的主要來源推測為區(qū)域內(nèi)工業(yè)活動中的化石燃料燃燒；農(nóng)藥的高值出現(xiàn)在區(qū)域中的農(nóng)田保護區(qū)。

在對農(nóng)田做重金屬加密布點調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，荔灣區(qū)農(nóng)田土壤重金屬中汞、鎘和鉛污染最為嚴重，而銅和鉻污染較輕。與荔灣區(qū)普查點位土壤重金屬含量對比，農(nóng)田土壤Cd和Hg污染較重，可能與污灌、含重金屬農(nóng)藥和化肥的使用有關(guān)。區(qū)域內(nèi)危險化學品從業(yè)單位主要涉及電鍍廠和電子廠，以及機械制造、紡織、制藥等行業(yè)。在對其中的電子廠、柴油機廠、電鍍廠、板材廠進行重點調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，土壤重金屬的種類與其生產(chǎn)原料及工藝相關(guān)，均高于當?shù)刂亟饘偻寥拉h(huán)境背景值。

3 土壤重金屬污染的環(huán)境效應與常見修復方法

3.1 土壤重金屬污染的環(huán)境效應

城市土壤重金屬污染的環(huán)境效應主要反映在對空氣環(huán)境、水體環(huán)境及生物環(huán)境的影響方面，具體而言：

3.1.1 相關(guān)研究表明，31%的城市大氣顆粒物來自于土壤揚塵，城市土壤中攜帶的重金屬元素借之影響城市大氣環(huán)境質(zhì)量，加重城市大氣污染。孫炳彥等研究發(fā)現(xiàn)城市表層土壤，尤其是0cm~2cm土壤中以可交換的水溶解形式存在的重金屬含量與城市空氣中多年平均重金屬含量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3.1.2 城市土壤重金屬污染加上城市土壤理化性質(zhì)的改變導致城市土壤污染物表層聚集現(xiàn)象加重，徑流攜帶的污染物增加，加重地表水環(huán)境的污染。

3.1.3 城市土壤污染影響土壤微生物環(huán)境，并進而影響人體健康。當城市土壤中的重金屬元素含量超過其飽和容量時，污染的土壤會以揚塵呼吸道吸入、直接攝取、皮膚接觸等形式對城市居民的健康產(chǎn)生危害。

3.2 土壤重金屬污染的常見修復方法

被重金屬污染的土壤常可根據(jù)污染情況采用物理工程措施、化學修復措施、農(nóng)業(yè)措施、生物措施或幾種措施的配合進行治理，但目前多處于實驗階段，大范圍、確定性的修復措施仍在探索中。

3.2.1 物理工程措施

主要包括客土、換土和深耕等措施。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合，可以降低土壤中重金屬的含量，減少重金屬對土壤-植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害，從而使農(nóng)產(chǎn)品達到食品衛(wèi)生標準。深耕翻土用于輕度污染的土壤，而客土和換土則用于重污染區(qū)，工程措施是經(jīng)典的土壤重金屬污染治理措施，徹底而穩(wěn)定，但實施工程量大，投資費用高，同時破壞了土體結(jié)構(gòu)，引起土壤肥力下降，并且還要對換出的污土進行堆放或處理。

3.2.2 化學修復措施

化學修復就是向土壤投入改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性。該技術(shù)關(guān)鍵在于選擇經(jīng)濟有效的改良劑，常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽和促進還原作用的有機物質(zhì)，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。

3.2.3 生物修復

生物修復是利用生物技術(shù)治理污染土壤的一種新方法，利用生物、植物、微生物消減、凈化土壤中的重金屬或減低重金屬毒性。由于該方法效果好、費用少、易操作而日益受到重視，成為污染土壤修復研究的熱點。

（1）植物修復技術(shù)

植物提取，主要是利用超級累植物對重金屬的吸收作用，結(jié)合土壤改良技術(shù)，把污染物由地下轉(zhuǎn)移到地上部分，隨后收割地上部分進行集中處理，達到降低土壤中重金屬含量的目的。目前已發(fā)現(xiàn)有400多種植物能夠超積累各種重金屬，一些超積累植物能同時積累多種重金屬，如羊蕨屬植物和具有富集重金屬性的莧科植物對土壤中的重金屬吸收效率達到100%。TommyLandberg等1995年發(fā)現(xiàn)，不同土壤中某些柳屬的無性系克隆對鎘離子有很強的吸收力。蔣先軍等發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對銅、鋅、鉛等中等污染土壤具有良好的修復效果。

植物揮發(fā)是利用植物的吸收、積累、揮發(fā)而減少土壤污染物含量。目前這方面研究最多的是元素汞與硒。細菌在汞污染位點存活繁衍，通過酶的作用可將甲基汞和離子態(tài)汞轉(zhuǎn)化為毒性小得多的單質(zhì)汞而揮發(fā)到大氣中，許多植物可從污染土壤中吸收硒并將其轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)態(tài)，從而降低硒對土壤生態(tài)系統(tǒng)的毒性，但同時大氣環(huán)境將被污染。

植物鈍化是通過植物、根際微生物的分泌作用，螯合或沉淀土壤中的有毒金屬，以降低其生物有效性并防止其進入地下水和食物鏈，從而減少其對環(huán)境和人類健康的污染風險，植物還可通過保護污染土壤不受侵蝕，減少土壤滲漏來防止重金屬污染物的淋移，通過根部累積和沉淀或根表吸附來加強對污染物的固化。此外，根際微生物改變根際環(huán)境pH值和氧化還原電位來改變污染物的化學形態(tài)，固定土壤中重金屬。

（2）重金屬微生物修復技術(shù)

土壤中微生物的種類和數(shù)量都是相當大的，它在重金屬的無害化處理中也起著不可忽視的作用，其主要作用原理是：微生物可以減低土壤中重金屬的毒性、吸附積累重金屬或改變根際微環(huán)境，從而提高植物對重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。

4結(jié)合土壤修復的河涌整治探討

荔灣區(qū)擁有得天獨厚、豐富的水系資源，25km的沿珠江濱水帶、11km的大坦沙環(huán)島濱水帶以及與番禺、南海相鄰的20多公里外江堤圍以外，區(qū)內(nèi)縱橫交錯的大小河涌103條，總長達120多公里。自2007年起，荔灣區(qū)按照“截污、建堤、清淤、補水、綠化”的綜合治理理念著手整治百里河涌，致力建成廣東的威尼斯。綜合整治結(jié)果不乏亮點，比如古今交融的大沖口涌、廣佛共享的大沙河以及嶺南水鄉(xiāng)花地河等。在感受到荔灣區(qū)政府對河涌整治的決心、行動和美好希冀的同時，以下幾點希望能夠引起格外重視。

4.1 關(guān)注河涌整治的尺度。荔灣區(qū)的特色體現(xiàn)在西關(guān)風情和千年花香，兩者所在地理環(huán)境并不相同，各有不同的自然地理結(jié)構(gòu)與尺度。在進行河涌整治時，應在確定尺度的前提下進行設計工作。4.2重視河涌的進化。自古以來，河涌的作用并非僅包含流泄、吞吐等自然功能以及游覽、觀賞等生活功能。河涌以及與之相依的生活是共同進化的。社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來生活方式與內(nèi)容的變化，客觀上要求河涌一同進化，而目前河涌出現(xiàn)的、需要被整治的問題來自于沒有保持進化的同步。因此河涌整治的策略需要考慮更多的社會性內(nèi)容。

4.3 關(guān)于生態(tài)問題。從以前的水泥襯底和護坡演化到沿岸的綠植，從考慮排水、控污到補水、綠化被認為是越來越具有生態(tài)意識的整治方略。土壤與水是天然不可分的，河涌整治應考慮對土壤污染的管控。據(jù)相關(guān)研究，不同pH值的酸雨對土壤重金屬的淋洗效果有別，其間有可能使水環(huán)境遭受重金屬污染。在眾多關(guān)于重金屬污染土壤的修復方法中，植物修復如果能與河涌整治結(jié)合，相信會使土壤修復和水質(zhì)保護雙贏。建議對荔灣區(qū)土壤重金屬空間分布進行插值，劃分不同重金屬的空間分布規(guī)律，從微地貌與潮汐兩方面對土壤水流態(tài)進行控制，利用有針對性的植物種在土壤水流方向上進行重金屬的植物截流、提取如圖1。

圖1 重金屬的植物截流、提取

[1]朱純,等.廣州綠地土壤理化特性及其相關(guān)性[J].生態(tài)環(huán)境學報,2010,19(8).

[2]廣州市城市規(guī)劃局.廣州市城市總體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃實施總結(jié)研討會綜述[J].城市規(guī)劃,2004.